CN103160237A - 粘接剂组合物、膜状粘接剂、粘接片材、以及连接结构体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及粘接剂组合物、膜状粘接剂、粘接片材、以及连接结构体,所述粘接剂组合物含有(a)热塑性树脂、(b)自由基聚合性化合物、(c)自由基聚合引发剂、以及(d)含硼络合物,其中,所述(d)络合物为下述通式(A)所示的化合物,式(A)中,R1、R2和R3各自独立地表示具有或不具有取代基的芳基,X表示具有氮原子的胺化合物或具有磷原子的膦化合物。
Description
技术领域
本发明涉及粘接剂组合物、膜状粘接剂、粘接片材、连接结构体、连接结构体的制造方法、以及粘接剂组合物的应用。
背景技术
在半导体元件和液晶显示元件中,出于使元件中的各种部件结合的目的,一直以来使用各种粘接剂。对于粘接剂的要求而言,涉及粘接性、以及耐热性、高温高湿状态下的可靠性等多个方面。上述粘接剂用于液晶显示元件与TCP(COF)的连接、FPC与TCP(COF)的连接、TCP(COF)与印刷线路板的连接、FPC与印刷线路板的连接等。此外,上述粘接剂还用于将半导体元件安装于基板的情况。
作为用于粘接的被粘物,使用印刷线路板、或聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、环烯烃聚合物(COP)等有机基材,以及铜、铝等金属,或者ITO(铟和锡的复合氧化物)、IZO(氧化铟和氧化锌的复合物)、AZO(锌铝氧化物)、SiN(氮化硅)、SiO2(二氧化硅)等具有各种各样的表面状态的基材。因此,需要适合于各被粘物的粘接剂组合物的分子设计。
最近,伴随着半导体元件的高集成化、液晶显示元件的高精细化,元件间间距以及配线间间距正在狭小化。此外,正在逐渐应用使用了PET、PC、PEN等耐热性低的有机基材的半导体元件、液晶显示元件或触摸板。如果用于这样的半导体元件等的粘接剂组合物固化时的加热温度高且固化速度慢,则不仅所希望的连接部,就连周围部件也会被过度加热,有成为周围部件损伤等的主要原因的倾向,因此,对于粘接剂组合物而言,要求低温固化下的粘接。
一直以来,作为上述半导体元件或液晶显示元件用的粘接剂,一直应用使用了表现高粘接性和高可靠性的环氧树脂的热固性树脂(例如,参照下述专利文献1)。作为树脂的构成成分,一般使用环氧树脂、与环氧树脂具有反应性的酚醛树脂等固化剂、促进环氧树脂与固化剂的反应的热潜在性催化剂。热潜在性催化剂是在室温等储存温度下不发生反应但在加热时表现高反应性的物质,成为决定固化温度和固化速度的重要因素,从粘接剂在室温下的储存稳定性和加热时的固化速度的观点出发而使用各种化合物。在实际的工序中,通过在170~250℃的温度下固化1~3小时的固化条件,得到了所希望的粘接。但是,为使上述粘接剂低温固化,需要使用活化能低的热潜在性催化剂,但使其兼具储存稳定性是非常困难的。
近年来,并用丙烯酸酯衍生物或甲基丙烯酸酯衍生物等自由基聚合性化合物与作为自由基聚合引发剂的过氧化物的自由基固化型粘接剂受到注目。对于自由基固化而言,由于作为反应活性中心的自由基富于反应性,因此能够实现短时间固化(例如,参照下述专利文献2)。对于这样的自由基固化型粘接剂,提出过并用过氧化苯甲酰(BPO)、胺系化合物、有机硼化合物等作为自由基聚合引发剂的方法(例如,参照下述专利文献3)。
现有技术文献
专利文献1:日本特开平1-113480号公报
专利文献2:国际公开第98/44067号
专利文献3:日本特开2000-290121公报
发明内容
发明要解决的问题
为了使上述自由基固化型粘接剂低温固化,需要使用自由基聚合引发剂,但对于现有的自由基固化型粘接剂而言,兼具低温固化性和储存稳定性是非常困难的。例如,当使用上述过氧化苯甲酰(BPO)、胺系化合物、有机硼化合物等作为丙烯酸酯衍生物或甲基丙烯酸酯衍生物等自由基聚合性化合物的自由基聚合引发剂时,即使在室温(25℃、以下相同)下也会进行固化反应,因此有储存稳定性降低的情况。
由此,本发明的目的是提供低温固化性和储存稳定性优异的粘接剂组合物。此外,本发明的目的是提供使用这样的粘接剂组合物的膜状粘接剂、粘接片材、连接结构体、连接结构体的制造方法、以及粘接剂组合物的应用。
解决问题的技术方案
本发明人为解决上述技术问题进行了深入的研究,结果发现,通过使用含有硼的特定的络合物作为粘接剂组合物的构成成分,可以得到优异的低温固化性和储存稳定性,从而完成了本发明。
即,本发明的粘接剂组合物含有(a)热塑性树脂、(b)自由基聚合性化合物、(c)自由基聚合引发剂、以及(d)含硼络合物,其中,(d)络合物为下述通式(A)所示的化合物。
【化1】
式(A)中,R1、R2和R3各自独立地表示具有或不具有取代基的芳基,X表示具有氮原子的胺化合物、或者具有磷原子的膦化合物。
在本发明中,通过使粘接剂组合物含有(d)含硼络合物,能够促进低温(例如80~120℃)下的(c)自由基聚合引发剂的分解,因此粘接剂组合物的低温固化性优异。此外,在本发明中,由于上述(d)含硼络合物为通式(A)所示的化合物,粘接剂组合物的储存稳定性(例如-20~25℃下的储存稳定性)优异,即使长期保存粘接剂组合物的情况下,也能够得到优异的粘接强度和连接电阻(例如,在电路部件的连接结构体或者太阳能电池模块中的粘接强度和连接电阻)。如上所述,本发明的粘接剂组合物的低温固化性和储存稳定性优异。
进而,在本发明中,不论是否长期保存粘接剂组合物,都能得到优异的粘接强度和连接电阻。此外,在本发明中,不论是否长期保存粘接剂组合物,即使在长时间的可靠性试验(高温高湿试验)后也能够维持稳定的性能(粘接强度和连接电阻)。
对于本发明的粘接剂组合物而言,从(d)络合物的热稳定性的观点考虑,作为(d)络合物,既可以含有具有下述通式(B)或下述通式(C)所示的胺化合物作为上述化合物X的络合物,也可以含有具有下述通式(D)所示的膦化合物作为上述化合物X的络合物。
【化2】
式(B)中,R4、R5、R6和R7各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、芳基或者烷氧基。
【化3】
式(C)中、R8、R9、R10和R11各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、芳基或烷氧基。
【化4】
式(D)中,R12、R13和R14各自独立地表示碳原子数1~18的烷基、或者具有或不具有取代基的芳基。
此外,本发明的粘接剂组合物中,(b)自由基聚合性化合物可以含有具有磷酸基的乙烯基化合物和该乙烯基化合物以外的自由基聚合性化合物。这种情况下,低温固化下的粘接变得容易,同时,能够使与具有连接端子的基板的粘接强度进一步提高。
此外,(d)络合物的熔点可以是60℃以上300℃以下。这种情况下,稳定性(例如,室温附近的稳定性)进一步提高,储存稳定性进一步提高。
此外,(a)热塑性树脂可以含有从由苯氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯型聚氨酯树脂、缩丁醛树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂和聚酰胺树脂、以及具有醋酸乙烯酯作为结构单元的共聚物组成的组中选出的至少一种。这种情况下,耐热性和粘接性进一步提高,即使在长时间的可靠性试验(高温高湿试验)后也能够容易地维持这些优异的特性。
此外,本发明的粘接剂组合物可以进一步含有(e)导电性粒子。这种情况下,能够赋予粘接剂组合物以良好的导电性或各向异性导电性,因此可以更适宜地用于具有连接端子的电路部件彼此的粘接用途或太阳能电池模块等。此外,经由上述粘接剂组合物电连接得到的连接结构体的连接电阻能够进一步充分地降低。
此外,本发明人发现,上述粘接剂组合物可有效地用于具有连接端子的部件的连接。本发明的粘接剂组合物可以用于将配置于第一基板的主面上的第一连接端子与配置于第二基板的主面上的第二连接端子进行电连接,也可以用于将具有配置于基板的主面上的连接端子的太阳能电池单元的该连接端子与配线部件进行电连接。
本发明涉及的膜状粘接剂包含上述粘接剂组合物。本发明涉及的粘接片材具备基材和上述膜状粘接剂,膜状粘接剂被配置于基材上。
本发明的一个方面涉及的连接结构体具备:具有第一基板和配置于该第一基板的主面上的第一连接端子的第一电路部件、具有第二基板和配置于该第二基板的主面上的第二连接端子的第二电路部件、以及配置于第一电路部件和第二电路部件之间的连接部件,连接部件含有上述粘接剂组合物的固化物,第一连接端子和第二连接端子被进行电连接。在本发明的一个方面涉及的连接结构体中,连接部件含有上述粘接剂组合物的固化物,由此,能够改善连接结构体的连接电阻和粘接强度。
在本发明的一个方面涉及的连接结构体中,第一基板和第二基板中的至少一方可以由包含玻璃化转变温度为200℃以下的热塑性树脂的基材构成。这种情况下,使用粘接剂组合物的连接结构体的粘接强度可以进一步提高。
在本发明的一个方面涉及的连接结构体中,第一基板和第二基板中的至少一方可以由包含从由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和环烯烃聚合物组成的组中选出的至少一种的基材构成。这种情况下,即使是使用具有由上述特定的材料构成的基板的第一电路部件或第二电路部件的情况,通过使用上述本发明涉及的粘接剂组合物,也可以实现低温固化,因此,能够降低对于第一电路部件或第二电路部件的热损伤。此外,由上述特定的材料构成的基板与粘接剂组合物的润湿性提高,由此能够进一步提高粘接强度。由此,在使用由上述特定的材料构成的基板时,能够得到优异的连接可靠性。
本发明的一个方面涉及的连接结构体可以是如下方式:第一基板由包含从由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和环烯烃聚合物组成的组中选出的至少一种的基材构成,第二基板由包含从由聚酰亚胺树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯组成的组中选出的至少一种的基材构成。这种情况下,即使是使用具有由上述特定的材料构成的基板的第一电路部件或第二电路部件的情况,通过使用上述本发明涉及的粘接剂组合物,也可以实现低温固化,因此,能够降低对于第一电路部件或第二电路部件的热损伤。此外,由上述特定的材料构成的基板与粘接剂组合物的润湿性提高而能够进一步提高粘接强度。由此,在使用由上述特定的材料构成的基板时,能够得到优异的连接可靠性。
本发明其他方面涉及的连接结构体具备:具有基板和配置于该基板的主面上的连接端子的太阳能电池单元、配线部件、以及配置于太阳能电池单元和配线部件之间的连接部件,连接部件含有上述粘接剂组合物的固化物,并且使连接端子和配线部件电连接。在本发明其他方面涉及的连接结构体中,连接部件含有上述粘接剂组合物的固化物,由此,能够改善连接结构体的连接电阻和粘接强度。
本发明提供连接结构体的制造方法,该方法通过使上述粘接剂组合物介于具有第一基板和配置于该第一基板的主面上的第一连接端子的第一电路部件、与具有第二基板和配置于该第二基板的主面上的第二连接端子的第二电路部件之间,在这样的状态下使上述粘接剂组合物固化,由此在使第一连接端子和第二连接端子电连接的状态下粘接第一电路部件和第二电路部件。另外,本发明提供连接结构体的制造方法,该方法通过使上述粘接剂组合物介于具有基板和配置于该基板的主面上的连接端子的太阳能电池单元与配线部件之间,在这样的状态下使上述粘接剂组合物固化,由此在使连接端子和配线部件电连接的状态下粘接太阳能电池单元和配线部件。
本发明提供上述粘接剂组合物的应用,其用于使配置于第一基板的主面上的第一连接端子与配置于第二基板的主面上的第二连接端子进行电连接。本发明提供上述粘接剂组合物的应用,其用于制造连接部件,该连接部件用于使配置于第一基板的主面上的第一连接端子与配置于第二基板的主面上的第二连接端子进行电连接。
本发明提供上述粘接剂组合物的应用,其用于使具有配置于基板的主面上的连接端子的太阳能电池单元的该连接端子与配线部件进行电连接。本发明提供上述粘接剂组合物的应用,其用于制造连接部件,该连接部件用于使具有配置于基板的主面上的连接端子的太阳能电池单元的该连接端子与配线部件进行电连接。
本发明提供上述粘接剂组合物,其成为连接结构体中的连接部件,该连接结构体具备:具有第一基板和配置于该第一基板的主面上的第一连接端子的第一电路部件、具有第二基板和配置于该第二基板的主面上的第二连接端子的第二电路部件、以及配置于第一电路部件和第二电路部件之间的连接部件,第一连接端子和第二连接端子被进行电连接。本发明提供上述粘接剂组合物,其成为连接结构体中的连接部件,该连接结构体具备:具有基板和配置于该基板的主面上的连接端子的太阳能电池单元、配线部件、以及配置于太阳能电池单元和配线部件之间的连接部件,连接端子和配线部件被进行电连接。
有益效果
根据本发明,能够提供低温固化性和储存稳定性优异的粘接剂组合物。这样的粘接剂组合物,与上述专利文献3中记载的使用烷基硼化合物的情况相比,能够提高储存稳定性。此外,本发明涉及的粘接剂组合物的低温固化性和储存稳定性的平衡性优异。由于本发明涉及的粘接剂组合物的储存稳定性优异,因此,即使在长期保存粘接剂组合物的情况下,也能够得到优异的粘接强度和连接电阻。进而,对于本发明涉及的粘接剂组合物而言,不论是否长期保存粘接剂组合物,都能够得到优异的粘接强度和连接电阻。此外,对于本发明涉及的粘接剂组合物而言,不论是否长期保存粘接剂组合物,即使在长时间的可靠性试验(高温高湿试验)后,也能够维持稳定的性能(粘接强度和连接电阻)。本发明能够提供使用这样的粘接剂组合物的膜状粘接剂、粘接片材、连接结构体、连接结构体的制造方法、以及粘接剂组合物的应用。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式涉及的连接结构体的示意剖视图。
图2是表示图1所示的连接结构体的制造方法的示意剖视图。
图3是表示本发明的第二实施方式涉及的连接结构体的示意剖视图。
图4是表示图3所示的连接结构体的制造方法的示意剖视图。
图5是表示本发明的第三实施方式涉及的连接结构体的示意剖视图。
附图标记说明
10是电路部件(第一电路部件);12是电路基板(第一基板);12a是主面;14是连接端子(第一连接端子);20是电路部件(第二电路部件);22是电路基板(第二基板);22a是主面;24是连接端子(第二连接端子);30、40是连接部件;30a、40a是粘接剂组合物;44是导电性粒子;100、200是电路部件的连接结构体;300是太阳能电池模块(连接结构体);310a、310b是太阳能电池单元;312是基板;312a是表面(主面);312b是背面(主面);314是表面电极;316是背面电极;320是配线部件;330是连接部件。
具体实施方式
以下,对本发明的优选的实施方式详细地进行说明。这里,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”的意思是丙烯酸及与其对应的甲基丙烯酸,“(甲基)丙烯酸酯”的意思是丙烯酸酯及与其对应的甲基丙烯酸酯,“(甲基)丙烯酰基”的意思是丙烯酰基及甲基丙烯酰基,“(甲基)丙烯酰氧基”的意思是丙烯酰氧基及与其对应的甲基丙烯酰氧基。
此外,在本说明书中,“熔点”的意思是:根据JIS标准的K0064记载的方法得到的温度,或者,在非密闭型样品盘中秤量5.0mg样品,用差示扫描量热仪(DSC7 PERKIN ELMER公司制)在氮气下以10℃/min的升温速度测定的吸热峰峰值的温度。
此外,在本说明书中,“重均分子量”是指按照如下所示的条件通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用由标准聚苯乙烯的校准曲线测定的值。
(测定条件)
装置:东曹株式会社制GPC-8020
检测器:东曹株式会社制RI-8020
色谱柱:日立化成工业株式会社制Gelpack GL-A-160-S+GL-A150
试样浓度:120mg/3ml
溶剂:四氢呋喃
注入量:60μl
压力:30kgf/cm2
流量:1.00ml/min
本实施方式的粘接剂组合物含有(a)热塑性树脂、(b)自由基聚合性化合物、(c)自由基聚合引发剂、以及(d)含硼络合物。
((a)热塑性树脂)
(a)热塑性树脂是指具有如下性质的树脂(高分子):经加热变为粘度高的液体状态而随外力自由变形,冷却并去除外力时保持其形状而变硬,该过程可以反复进行。此外,(a)热塑性树脂也可以是具有具备上述性质的反应性官能团的树脂(高分子)。(a)热塑性树脂的玻璃化转变温度(Tg)例如优选为-30℃以上,更优选为-25℃以上,进一步优选为-20℃以上。(a)热塑性树脂的玻璃化转变温度(Tg)例如优选为190℃以下,更优选为170℃以下,进一步优选为150℃以下。
(a)热塑性树脂可以包含例如从由苯氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯型聚氨酯树脂、缩丁醛树脂(例如聚乙烯醇缩丁醛树脂)、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂和聚酰胺树脂、以及具有醋酸乙烯酯作为结构单元的共聚物(醋酸乙烯酯共聚物、例如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)组成的组中选出的至少一种。这些可以单独一种或混合两种以上使用。进而,这些(a)热塑性树脂中还可以包含硅氧烷键或氟取代基。对于它们而言,优选所混合的树脂彼此完全相溶的状态或者发生微相分离而白浊的状态。
粘接剂组合物以膜状应用时,(a)热塑性树脂的重均分子量越大,越容易得到良好的膜形成性,此外,可以将影响膜状粘接剂组合物的流动性的溶融粘度在宽范围内进行设定。(a)热塑性树脂的重均分子量例如优选为5000以上,更优选为7000以上,进一步优选为10000以上。如果(a)热塑性树脂的重均分子量为5000以上,有容易得到良好的膜形成性的倾向。(a)热塑性树脂的重均分子量例如优选为150000以下,更优选为100000以下,进一步优选为80000以下。如果(a)热塑性树脂的重均分子量为150000以下,有容易得到与其他成分的良好的相溶性的倾向。
粘接剂组合物中(a)热塑性树脂的配合量,以粘接剂成分(粘接剂组合物中排除了导电性粒子的成分)的全部质量为基准,例如优选为5质量%以上,更优选为15质量%以上。如果(a)热塑性树脂的配合量为5质量%以上,尤其是粘接剂组合物在以膜状应用时,有容易得到良好的膜形成性的倾向。(a)热塑性树脂配合量,以粘接剂成分(粘接剂组合物中排除了导电性粒子的成分)的全部质量为基准,例如优选为80质量%以下,更优选为70质量%以下。如果(a)热塑性树脂的配合量为80质量%以下,有容易得到良好的粘接剂组合物的流动性的倾向。
((b)自由基聚合性化合物)
(b)自由基聚合性化合物是指在自由基聚合引发剂的作用下发生自由基聚合的化合物,但也可以是通过赋予光或热等活化能而其自身产生自由基的化合物。作为(b)自由基聚合性化合物,可以适宜地使用例如具有乙烯基、(甲基)丙烯酰基、烯丙基、马来酰亚胺基等通过活性自由基进行聚合的官能团的化合物。
作为(b)自由基聚合性化合物,具体而言可以举出环氧(甲基)丙烯酸酯低聚物、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、聚醚(甲基)丙烯酸酯低聚物、聚酯(甲基)丙烯酸酯低聚物等低聚物,三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧乙基酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸改性二官能(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸改性三官能(甲基)丙烯酸酯、二苯氧基乙醇芴丙烯酸酯、将(甲基)丙烯酸加成至双酚芴二缩水甘油醚的缩水甘油基而得到的环氧基(甲基)丙烯酸酯、在将乙二醇或丙二醇加成至双酚芴二缩水甘油醚的缩水甘油基而得到的化合物中导入(甲基)丙烯酰氧基而得到的化合物、下述通式(E)或通式(F)所示的化合物等。
【化5】
式(E)中,R15和R16各自独立地表示氢原子或甲基,a和b各自独立地表示1~8的整数。
【化6】
式(F)中,R17和R18各自独立地表示氢原子或甲基,c和d各自独立地表示0~8的整数。
此外,作为(b)自由基聚合性化合物,即使是单独在30℃静置时表现为蜡状(ワックス状)、蜡油状(ろう状)、结晶状、玻璃状、粉状等没有流动性的固体状态的物质,也可以没有特别限制地使用。作为这样的(b)自由基聚合性化合物,具体而言,可以举出N,N’-亚甲基二丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-苯基甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、三(2-丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯、N-苯基马来酰亚胺、N-(邻甲基苯基)马来酰亚胺、N-(间甲基苯基)马来酰亚胺、N-(对甲基苯基)马来酰亚胺、N-(邻甲氧基苯基)马来酰亚胺、N-(间甲氧基苯基)马来酰亚胺、N-(对甲氧基苯基)马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、N-乙基马来酰亚胺、N-辛基马来酰亚胺、4,4’-二苯甲烷二马来酰亚胺、间亚苯基二马来酰亚胺、3,3’-二甲基-5,5’-二乙基-4,4’-二苯甲烷二马来酰亚胺、4-甲基-1,3-亚苯基二马来酰亚胺、N-甲基丙烯酰氧基马来酰亚胺、N-丙烯酰氧基马来酰亚胺、1,6-二马来酰亚胺-(2,2,4-三甲基)己烷、N-甲基丙烯酰氧基琥珀酰亚胺、N-丙烯酰氧基琥珀酰亚胺、2-萘基甲基丙烯酸酯、2-萘基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二乙烯基亚乙基脲、二乙烯基亚丙基脲、2-聚苯乙烯基乙基甲基丙烯酸酯、N-苯基-N’-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟丙基)-对亚苯基二胺、N-苯基-N’-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-对亚苯基二胺、四甲基哌啶基甲基丙烯酸酯、四甲基哌啶基丙烯酸酯、五甲基哌啶基甲基丙烯酸酯、五甲基哌啶基丙烯酸酯、十八烷基丙烯酸酯、N-叔丁基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺、N-(羟甲基)丙烯酰胺、下述通式(G)~(P)所示的化合物等。
【化7】
式(G)中,e表示1~10的整数。
【化8】
【化9】
式(I)中,R19和R20各自独立地表示氢原子或甲基,f表示15~30的整数。
【化10】
式(J)中,R21和R22各自独立地表示氢原子或甲基,g表示15~30的整数。
【化11】
式(K)中,R23表示氢原子或甲基。
【化12】
式(L)中、R24表示氢原子或甲基,h表示1~10的整数。
【化13】
式(M)中,R25表示氢原子、或者下述通式(i)或(ii)所示的有机基,i表示1~10的整数。
【化14】
【化15】
【化16】
式(N)中,R26表示氢原子、或者下述通式(iii)或(iv)所示的有机基,j表示1~10的整数。
【化17】
【化18】
【化19】
式(O)中,R27表示氢原子或甲基。
【化20】
式(P)中,R28表示氢原子或甲基。
此外,作为(b)自由基聚合性化合物,可以使用聚氨酯丙烯酸酯。聚氨酯丙烯酸酯可以单独使用,也可以与聚氨酯丙烯酸酯以外的(b)自由基聚合性化合物并用。通过单独使用聚氨酯丙烯酸酯、或者与聚氨酯丙烯酸酯以外的(b)自由基聚合性化合物并用,挠性得以提高,可以进一步提高粘接强度。
作为聚氨酯丙烯酸酯,没有特别的限制,但优选为下述通式(Q)所示的聚氨酯丙烯酸酯。此处,下述通式(Q)所示的聚氨酯丙烯酸酯,可以通过脂肪族系二异氰酸酯或脂环式系二异氰酸酯、与从由脂肪族酯系二醇和脂环式酯系二醇以及脂肪族碳酸酯系二醇和脂环式碳酸酯系二醇组成的组中选出的至少一种的缩合反应而得到。
【化21】
式(Q)中,R29和R30各自独立地表示氢原子或甲基,R31表示亚乙基或亚丙基,R32表示饱和脂肪族基或饱和脂环式基,R33表示含有酯基的饱和脂肪族基或饱和脂环式基、或者含有碳酸酯基的饱和脂肪族基或饱和脂环式基,k表示1~40的整数。这里,式(Q)中,R31彼此、R32彼此可以各自相同或不同。
构成上述聚氨酯丙烯酸酯的脂肪族系二异氰酸酯,可以选自于四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、2-甲基戊烷-1,5-二异氰酸酯、3-甲基戊烷-1,5-二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基-1,6-二异氰酸酯、2,4,4-三甲基六亚甲基-1,6-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、环己基二异氰酸酯、氢化二甲苯二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化三甲基二甲苯二异氰酸酯等。
此外,构成上述聚氨酯丙烯酸酯的脂肪族酯系二醇,可以选自于乙二醇、丙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,2-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、2,4-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2,4-二甲基-2,4-戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,2-己二醇、1,5-己二醇、1,6-己二醇、2,5-己二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,5-二甲基-2,5-己二醇、1,2-辛二醇、1,8-辛二醇、1,7-庚二醇、1,9-壬二醇、1,2-癸二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、十二烷二醇、频哪醇、1,4-丁炔二醇、三甘醇、二甘醇、二丙二醇、环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇等饱和的低分子二醇类,己二酸、3-甲基己二酸、2,2,5,5-四甲基己二酸、马来酸、富马酸、琥珀酸、2,2-二甲基琥珀酸、2-乙基-2-甲基琥珀酸、2,3-甲基琥珀酸、草酸、丙二酸、甲基丙二酸、乙基丙二酸、丁基丙二酸、二甲基丙二酸、戊二酸、2-甲基戊二酸、3-甲基戊二酸、2,2-二甲基戊二酸、3,3-二甲基戊二酸、2,4-二甲基戊二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等二元酸或者对应于它们的酸酐脱水缩合而得的聚酯二醇类,ε-己内酯等环状酯化合物开环聚合而得的聚酯二醇类。上述脂肪族酯系二醇可以单独一种或混合两种以上使用。
此外,构成上述聚氨酯丙烯酸酯的脂肪族碳酸酯系二醇,可以选自于通过至少一种以上的上述二醇类与光气反应而得的聚碳酸酯二醇类。通过上述二醇类与光气反应而得的聚碳酸酯系二醇,可以单独一种或混合两种以上使用。
上述聚氨酯丙烯酸酯的重均分子量例如优选为5000以上,更优选为8000以上,进一步优选为10000以上。上述聚氨酯丙烯酸酯的重均分子量,例如优选为小于30000,更优选为小于25000,进一步优选为小于20000。此外,上述聚氨酯丙烯酸酯,从进一步提高粘接强度的观点考虑,可以在5000以上小于30000的范围内自由地调整重均分子量而适宜地使用。如果上述聚氨酯丙烯酸酯的重均分子量在上述范围内,可以充分地得到柔软性和凝集力双方,与PET、PC、PEN等有机基材的粘接强度进一步提高,能够得到更优异的连接可靠性。此外,从更充分地得到这样的效果的观点考虑,上述聚氨酯丙烯酸酯的重均分子量例如优选为8000以上小于25000,更优选为10000以上小于20000。此外,从更充分地得到这样的效果的观点考虑,上述聚氨酯丙烯酸酯的重均分子量优选为10000以上小于25000。这里,如果重均分子量为5000以上,有容易得到充分的挠性的倾向,如果重均分子量小于30000,有能够抑制粘接剂组合物的流动性降低的倾向。
此外,上述聚氨酯丙烯酸酯的配合量,以粘接剂成分(粘接剂组合物中排除了导电性粒子的成分)的全部质量为基准,例如优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为15质量%以上。如果上述配合量为5质量%以上,有容易得到固化后充分的耐热性的倾向。此外,上述聚氨酯丙烯酸酯的配合量,以粘接剂成分(粘接剂组合物中排除了导电性粒子的成分)的全部质量为基准,例如优选为95质量%以下,更优选为80质量%以下,进一步优选为70质量%以下。如果上述配合量为95质量%以下,在将粘接剂组合物作为膜状粘接剂使用时,有容易得到良好的膜形成性的倾向。
(b)自由基聚合性化合物可以包含含有磷酸基的乙烯基化合物(具有磷酸基的乙烯基化合物)和该含有磷酸基的乙烯基化合物以外的自由基聚合性化合物各自一种以上。(b)自由基聚合性化合物还可以包含从由N-乙烯基化合物和N,N-二烷基乙烯基化合物组成的组中选出的N-乙烯基系化合物、以及该N-乙烯基系化合物以外的自由基聚合性化合物各自一种以上。通过并用含有磷酸基的乙烯基化合物,能够进一步提高粘接剂组合物对于具有连接端子的基板的粘接性。此外,通过并用N-乙烯基系化合物,能够提高粘接剂组合物的交联率。
作为含有磷酸基的乙烯基化合物,只要是具有磷酸基和乙烯基的化合物就没有特别的限制,但是优选为下述通式(R)~(T)所示的化合物。
【化22】
式(R)中,R34表示(甲基)丙烯酰氧基,R35表示氢原子或甲基,l和m各自独立地表示1~8的整数。这里,式(R)中,R34彼此、R35彼此、l彼此、以及m彼此各自相同或不同。
【化23】
式(S)中,R36表示(甲基)丙烯酰氧基,n、o和p各自独立地表示1~8的整数。这里,式(S)中,R36彼此、n彼此、o彼此、以及p彼此各自相同或不同。
【化24】
式(T)中,R37表示(甲基)丙烯酰氧基,R38表示氢原子或甲基,q和r各自独立地表示1~8的整数。
作为含有磷酸基的乙烯基化合物,具体而言,可以举出酸式磷酸基乙基甲基丙烯酸酯(acid phosphooxy ethyl methacrylate)、酸式磷酸基乙基丙烯酸酯、酸式磷酸基丙基甲基丙烯酸酯、酸式磷酸基聚氧乙二醇单甲基丙烯酸酯、酸式磷酸基聚氧丙二醇单甲基丙烯酸酯、2,2’-二(甲基)丙烯酰氧基二乙基磷酸酯、EO改性磷酸二甲基丙烯酸酯、磷酸改性环氧丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯、磷酸乙烯酯等。
作为N-乙烯基系化合物,具体而言,可以举出N-乙烯基咪唑、N-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基己内酰胺、4,4’-亚乙烯基二(N,N-二甲基苯胺)、N-乙烯基乙酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺等。
关于上述含有磷酸基的乙烯基化合物和N-乙烯基系化合物各自的配合量,与含有磷酸基的乙烯基化合物和N-乙烯基系化合物以外的自由基聚合性化合物的配合量独立地,以粘接剂成分(粘接剂组合物中排除了导电性粒子的成分)的全部质量为基准,例如优选为0.2质量%以上,更优选为0.3质量%以上,进一步优选为0.5质量%以上。如果上述配合量为0.2质量%以上,有容易得到高的粘接强度的倾向。上述含有磷酸基的乙烯基化合物和N-乙烯基系化合物各自的配合量,以粘接剂成分(粘接剂组合物中排除了导电性粒子的成分)的全部质量为基准,例如优选为15质量%以下,更优选为10质量%以下,进一步优选为5质量%以下。如果上述配合量为15质量%以下,有粘接剂组合物固化后的物性难以降低、容易确保可靠性的倾向。
此外,关于除了符合上述含有磷酸基的乙烯基化合物或N-乙烯基系化合物的化合物以外的(b)自由基聚合性化合物的配合量,以粘接剂成分(粘接剂组合物中排除了导电性粒子的成分)的全部质量为基准,例如优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为15质量%以上。如果上述配合量为5质量%以上,有容易得到固化后充分的耐热性的倾向。除了符合上述乙烯基系化合物的化合物以外的(b)自由基聚合性化合物的配合量,以粘接剂成分(粘接剂组合物中排除了导电性粒子的成分)的全部质量为基准,例如优选为95质量%以下,更优选为80质量%以下,进一步优选为70质量%以下。如果上述配合量为95质量%以下,在将粘接剂组合物作为膜状粘接剂使用时,有容易得到良好的膜形成性的倾向。
((c)自由基聚合引发剂)
作为(c)自由基聚合引发剂,可以使用现有已知的有机过氧化物和偶氮化合物等通过赋予外部能量产生自由基的化合物。作为(c)自由基聚合引发剂,从稳定性、反应性、相溶性的观点考虑,优选1分钟半衰期温度为90~175℃且重均分子量为180~1000的有机过氧化物。通过1分钟半衰期温度在该范围内,储存稳定性更优异,自由基聚合性也充分高,能够短时间内固化。
作为(c)自由基聚合引发剂,具体而言,可以举出1,1,3,3-四甲基丁基过氧化新癸酸酯、二(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯、二(2-乙基己基)过氧化二碳酸酯、枯烯基过氧化新癸酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化新癸酸酯、二月桂酰过氧化物、1-环己基-1-甲基乙基过氧化新癸酸酯、叔己基过氧化新癸酸酯、叔丁基过氧化新癸酸酯、叔丁基过氧化新戊酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化-2-乙基己酸酯、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰过氧化)己烷、叔己基过氧化-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化新庚酸酯、叔戊基过氧化-2-乙基己酸酯、二叔丁基过氧化六氢对苯二甲酸酯、叔戊基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、3-羟基-1,1-二甲基丁基过氧化新癸酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化-2-乙基己酸酯、叔戊基过氧化新癸酸酯、叔戊基过氧化-2-乙基己酸酯、二(3-甲基苯甲酰)过氧化物、二苯甲酰过氧化物、二(4-甲基苯甲酰)过氧化物、叔己基过氧化异丙基单碳酸酯、叔丁基过氧化马来酸、叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、叔丁基过氧化月桂酸酯、2,5-二甲基-2,5-二(3-甲基苯甲酰过氧化)己烷、叔丁基过氧化-2-乙基己基单碳酸酯、叔己基过氧化苯甲酸酯、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧化)己烷、叔丁基过氧化苯甲酸酯、二丁基过氧化三甲基己二酸酯、叔戊基过氧化正辛酸酯、叔戊基过氧化异壬酸酯、叔戊基过氧化苯甲酸酯等有机过氧化物,2,2’-偶氮二-2,4-二甲基戊腈、1,1’-偶氮二(1-乙酰氧基-1-苯基乙烷)、2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二(2-甲基丁腈)、二甲基-2,2’-偶氮二异丁腈、4,4’-偶氮二(4-氰基戊酸)、1,1’-偶氮二(1-环己腈)等偶氮化合物等。这些化合物可以单独一种或混合两种以上使用。
此外,作为(c)自由基聚合引发剂,可以使用通过150~750nm的光照射产生自由基的化合物。作为这样的化合物,对光照射的灵敏度高,因此可以举出例如,Photoinitiation,Photopolymerization,and Photocuring,J.-P.Fouassier,Hanser Publishers(1995年,p17~p35)中记载的α-氨基苯乙酮衍生物和膦氧化物衍生物。这些化合物,可以单独一种使用,另外还可以与上述有机过氧化物或偶氮化合物混合使用。
上述(c)自由基聚合引发剂的配合量,以粘接剂成分(粘接剂组合物中排除了导电性粒子的成分)的全部质量为基准,例如优选为0.5质量%以上,更优选为1质量%以上,进一步优选为2质量%以上。如果上述配合量为0.5质量%以上,有粘接剂组合物容易充分固化的倾向。上述(c)自由基聚合引发剂的配合量,以粘接剂成分(粘接剂组合物中排除了导电性粒子的成分)的全部质量为基准,例如优选为40质量%以下,更优选为30质量%以下,进一步优选为20质量%以下。如果上述配合量为40质量%以下,有储存稳定性难以降低的倾向。
((d)含硼络合物)
(d)含硼络合物是下述通式(A)所示的化合物。通过使(d)络合物为包含具有芳基的含硼化合物、以及胺化合物或膦化合物的络合物,由此,能够均衡地提高粘接剂组合物的低温固化性和储存稳定性。
【化25】
式(A)中、R1、R2和R3各自独立地表示具有或不具有取代基的芳基,X表示具有氮原子的胺化合物、或者具有磷原子的膦化合物。
作为(d)络合物,具体而言,可以使用通过现有的合成方法所得到的络合物。作为(d)络合物,可以举出例如通过配制三苯基硼烷的无水醚溶液,并在氮气流下与各种胺反应而得到的三芳基硼烷-胺络合物(美国专利第3211679号说明书),或者通过使四苯基硼酸钠与无机酸或有机酸反应生成三芳基硼烷后,与胺或膦反应而得到的三芳基硼烷-胺络合物或三芳基硼烷-膦络合物(日本专利第3618515号公报、日本专利第3751713号公报)。
作为(d)络合物中所含的胺化合物,可以举出例如脂肪族伯胺、脂肪族仲胺、脂肪族叔胺、芳香族胺、苯胺和苯胺衍生物、吡啶和吡啶衍生物、咪唑和咪唑衍生物、吡唑和吡唑衍生物、吡嗪和吡嗪衍生物、嘧啶和嘧啶衍生物。胺化合物中的杂环、芳香环也可以具有取代基。
作为脂肪族伯胺,可以举出例如叔丁胺。作为脂肪族仲胺,可以举出例如二甲胺、二乙胺、二丁胺。作为脂肪族叔胺,可以举出例如三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺。作为芳香族胺,可以举出例如邻甲苯胺、对甲苯胺。作为苯胺衍生物,可以举出例如二甲基苯胺、二乙基苯胺。作为吡啶衍生物,可以举出例如4-甲基吡啶、2,4-二氯吡啶、2-甲基吡啶、5-乙基-2-甲基吡啶。作为咪唑衍生物,可以举出例如苯并咪唑和1-甲基苯并咪唑、5-甲基苯并咪唑、5,6-二甲基苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑、1-氰基苯并咪唑、1-苯基-1H-苯并咪唑、2-壬基苯并咪唑等苯并咪唑衍生物、以及2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-丙基咪唑、1-丁基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑等。作为吡唑衍生物,可以举出例如4-乙基-3,4-二甲基-4H-吡唑、3,4,4-三甲基-5-苯基-4H-吡唑、4-苄基-3,4-二甲基-5-苯基-4H-吡唑。作为吡嗪衍生物,可以举出例如2-甲基吡嗪、2-乙基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、2,3-二乙基吡嗪、2,3-二乙基-5-甲基吡嗪、2-乙基-3-甲基吡嗪。作为嘧啶衍生物,可以举出例如4-甲基嘧啶、喹唑啉等。
作为胺化合物的化合物X,从(d)络合物的热稳定性的观点考虑,优选为咪唑和咪唑衍生物,更优选为下述通式(B)或下述通式(C)所示的胺化合物。通过使用这样的胺化合物,能够适当控制硼原子-氮原子键的断裂。例如,通过调整取代基R5的体积大小,可以控制与三芳基硼烷的空间排斥的程度。通过该空间排斥,可以控制硼原子-氮原子键的断裂的容易程度,容易调整低温固化性和热稳定性的平衡。
【化26】
式(B)中,R4、R5、R6和R7各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、芳基或烷氧基。
【化27】
式(C)中、R8、R9、R10和R11各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、芳基或烷氧基。
上述通式(B)和通式(C)中,作为卤素原子,可以举出例如溴、氯、氟。此外,作为烷基,可以举出例如甲基、三氟甲基、乙基、丁基、己基、辛基、2-乙基己基、癸基、十二烷基、十八烷基、丙基、异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、1-乙基戊基、环戊基、环己基、异戊基、庚基、壬基、十一烷基、叔辛基。作为芳基,可以举出例如苯基、对甲苯基、间甲苯基、基、二甲苯基、对叔丁基苯基、对甲氧基苯基、联苯基、萘基、对氟苯基、五氟苯基、对氯苯基、邻氯苯基、3,5-二(三氟甲基)苯基。作为烷氧基,可以举出例如甲氧基、乙氧基、丁氧基。
作为膦化合物的化合物X,从(d)络合物的热稳定性的观点考虑,优选为下述通式(D)所示的膦化合物。通过使用这样的膦化合物,可以适当地控制硼原子-磷原子键的断裂。例如,通过调整R12、R13、R14的体积大小,可以控制与三芳基硼烷的空间排斥的程度。通过该空间排斥,可以控制硼原子-磷原子键的断裂的容易程度,容易调整低温固化性和热稳定性的平衡。此外,通过导入吸电子基团或供电子基团作为取代基,可以控制硼原子-磷原子键的强度,容易调整低温固化性和热稳定性的平衡。
【化28】
式(D)中,R12、R13和R14各自独立地表示碳原子数1~18的烷基,或者具有或不具有取代基的芳基。
在上述通式(D)中,作为烷基,可以使用直链、支链或环状的烷基。作为碳原子数1~18的烷基的具体例,可以举出甲基、三氟甲基、乙基、丁基、己基、辛基、2-乙基己基、癸基、十二烷基、十八烷基、丙基、异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、1-乙基戊基、环戊基、环己基、异戊基、庚基、壬基、十一烷基、叔辛基。烷基的碳原子数可以是1~12,也可以是2~12。
作为上述通式(D)中芳基的具体例,可以举出苯基、对甲苯基、间甲苯基、基、二甲苯基、对叔丁基苯基、对甲氧基苯基、联苯基、萘基、对氟苯基、五氟苯基、对氯苯基、邻氯苯基、3,5-二(三氟甲基)苯基。
作为(d)络合物所含的膦化合物,可以举出例如三烷基膦、三芳基膦、二烷基芳基膦、烷基二芳基膦。作为三芳基膦的具体例,可以举出三苯基膦、三(对甲苯基)膦、三(间甲苯基)膦、三(五氟苯基)膦。
作为(d)络合物,可以是分子内具有多个上述胺化合物或膦化合物的化合物、或者聚合物主链和/或侧链中具有上述胺化合物或膦化合物的化合物。由上述胺化合物或膦化合物所得到的(d)络合物,可以单独使用一种或混合两种以上使用。
(d)络合物的熔点,从储存稳定性进一步提高的观点考虑,例如优选为60℃以上,更优选为70℃以上,进一步优选为80℃以上。(d)络合物的熔点,从储存稳定性进一步提高的观点考虑,例如优选为300℃以下,更优选为270℃以下,进一步优选为250℃以下。此外,在(d)络合物的化合物X为通式(B)或通式(C)所示的胺化合物时,优选(d)络合物的熔点为上述范围。粘接剂组合物包含多种(d)络合物时,优选至少一种络合物的熔点满足上述范围,更优选全部络合物的熔点满足上述范围。
上述(d)络合物的配合量,以粘接剂成分(粘接剂组合物中排除了导电性粒子的成分)的全部质量为基准,例如优选为0.1质量%以上,更优选为0.5质量%以上。如果上述配合量为0.1质量%以上,有容易充分得到促进自由基聚合引发剂的反应性的效果的倾向。上述(d)络合物的配合量,以粘接剂成分(粘接剂组合物中排除了导电性粒子的成分)的全部质量为基准,例如优选为20质量%以下,更优选为15质量%以下,进一步优选为10质量%以下。如果上述配合量为20质量%以下,有粘接剂组合物的储存稳定性难以降低的倾向。
((e)导电性粒子)
(e)导电性粒子只要是在其整体或表面具有导电性的粒子即可,但在用于具有连接端子的部件的连接时,优选平均粒径比连接端子间的距离小的粒子。
作为(e)导电性粒子,可以举出由Au、Ag、Ni、Cu、Pd或焊锡等金属构成的金属粒子、以及由碳等构成的粒子。此外,(e)导电性粒子也可以是以非导电性的玻璃、陶瓷或塑料等作为核,在该核上被覆有上述金属、金属粒子或碳的粒子。作为(e)导电性粒子,在塑料的核上被覆有上述金属、金属粒子或碳的粒子、以及热溶融金属粒子,由于通过加热加压而具有变形性,因此连接时与电极的接触面积增加而可靠性提高,因此优选。(e)导电性粒子例如可以是在由铜构成的金属粒子上被覆有银的粒子。此外,作为(e)导电性粒子,可以使用如日本特开2005-116291号公报中所记载的、具有许多微细金属粒子以链状相连的形状的金属粉末。
此外,通过使用在这些(e)导电性粒子的表面由高分子树脂等进一步被覆的微粒、或者经由杂化(hybridization)等方法在(e)导电性粒子的表面设置有由绝缘性物质构成的绝缘层的微粒,可以抑制导电性粒子配合量增加时由于粒子彼此接触所致的短路,使得电极电路间的绝缘性提高,因此可以将其单独或者与(e)导电性粒子混合使用。
关于(e)导电性粒子的平均粒径,从分散性和导电性的方面考虑,例如优选为1~18μm。含有这样的(e)导电性粒子时,可以将粘接剂组合物适宜地用作各向异性导电性粘接剂。(e)导电性粒子的平均粒径,可以使用激光衍射式粒度分布测定装置(例如,株式会社岛津制作所制造的激光衍射式SALD-2100)进行测定。
(e)导电性粒子的配合量没有特别的限制,但以粘接剂成分(粘接剂组合物中排除了导电性粒子的成分)的全部体积为基准,例如优选为0.1体积%以上,更优选为0.2体积%以上。如果上述配合量为0.1体积%以上,有可以抑制导电性变低的倾向。(e)导电性粒子的配合量,以粘接剂成分(粘接剂组合物中排除了导电性粒子的成分)的全部体积为基准,例如优选为30体积%以下,更优选为10体积%以下。如果上述配合量为30体积%以下,有难以产生电路短路的倾向。这里,“体积%”是基于23℃的固化前的各成分的体积来确定,各成分的体积可以利用比重由重量换算成体积。此外,还可以在量筒等中加入不使该成分溶解或溶胀而使该成分充分润湿的适当的溶剂(水、醇等),在其中投入该成分而将增加的体积作为该成分的体积来求出。
(其他成分)
对于本实施方式涉及的粘接剂组合物而言,为控制固化速度以及为使储存稳定性进一步提高,可以添加稳定剂。作为这样的稳定剂,可以没有特别限制地使用公知的化合物,优选为苯醌和对苯二酚等醌衍生物;4-甲氧基苯酚和4-叔丁基儿茶酚等苯酚衍生物;2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基和4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基等氨氧基(aminoxyl)衍生物;四甲基哌啶甲基丙烯酸酯等受阻胺衍生物等。稳定剂可以单独一种或混合两种以上使用。
关于稳定剂的配合量,以粘接剂成分(粘接剂组合物中排除了导电性粒子的成分)的全部质量为基准,例如优选为0.005质量%以上,更优选为0.01质量%以上,进一步优选为0.02质量%以上。如果上述配合量为0.005质量%以上,有容易控制固化速度并且储存稳定性容易提高的倾向。关于稳定剂的配合量,以粘接剂成分(粘接剂组合物中排除了导电性粒子的成分)的全部质量为基准,例如优选为10质量%以下,更优选为8质量%以下,进一步优选为5质量%以下。如果上述配合量为10质量%以下,有与其他成分的相溶性难以降低的倾向。
此外,在本实施方式涉及的粘接剂组合物中,还可以适当添加以烷氧基硅烷衍生物和硅氮烷衍生物为代表的偶联剂、密合促进剂以及流平剂等粘接助剂。作为偶联剂,具体而言,优选为下述通式(U)所示的化合物。偶联剂可以单独一种或混合两种以上使用。
【化29】
式(U)中,R39、R40和R41各自独立地表示氢原子、碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基、碳原子数1~5的烷氧基羰基或芳基,R42表示(甲基)丙烯酰基、乙烯基、异氰酸酯基、咪唑基、巯基、氨基、甲氨基、二甲氨基、苄氨基、苯氨基、环己氨基、吗啉代基、哌嗪基、脲基或缩水甘油基,s表示1~10的整数。
本实施方式涉及的粘接剂组合物,出于应力缓和及粘接性提高的目的,可以含有橡胶成分。所谓橡胶成分,是指以其本身的状态表现橡胶弹性(JIS K6200)的成分或通过反应表现橡胶弹性的成分。橡胶成分在室温(25℃)既可以是固态也可以是液状,但从提高流动性的观点考虑,优选为液状。作为橡胶成分,优选为具有聚丁二烯骨架的化合物。橡胶成分可以具有氰基、羧基、羟基、(甲基)丙烯酰基或吗啉基。此外,从提高粘接性的观点考虑,优选为在侧链或末端包含作为高极性基团的氰基、羧基的橡胶成分。其中,即使具有聚丁二烯骨架,表现热塑性时分类为(a)热塑性树脂,表现自由基聚合性时分类为(b)自由基聚合性化合物。
作为橡胶成分,具体而言,可以举出聚异戊二烯、聚丁二烯、羧基末端聚丁二烯、羟基末端聚丁二烯、1,2-聚丁二烯、羧基末端1,2-聚丁二烯、羟基末端1,2-聚丁二烯、丙烯酸橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、羟基末端苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、在聚合物末端含有羧基、羟基、(甲基)丙烯酰基或吗啉基的丙烯腈-丁二烯橡胶、羧基化丁腈橡胶、羟基末端聚(氧化丙烯)、烷氧基甲硅烷基末端聚(氧化丙烯)、聚(四亚甲基醚)二醇、聚烯烃二醇等。
此外,作为具有上述高极性基团且在室温为液状的橡胶成分,具体而言,可以举出液状丙烯腈-丁二烯橡胶、在聚合物末端含有羧基、羟基、(甲基)丙烯酰基或吗啉基的液状丙烯腈-丁二烯橡胶、液状羧基化丁腈橡胶等,作为极性基团的丙烯腈的配合量优选为10~60质量%。
这些橡胶成分可以单独一种或混合两种以上使用。
此外,在本实施方式涉及的粘接剂组合物中,出于应力缓和及粘接性提高的目的,还可以添加有机微粒。有机微粒的平均粒径例如优选为0.05~1.0μm。这里,当有机微粒由上述橡胶成分构成时,分类于橡胶成分而不是有机微粒,当有机微粒由上述(a)热塑性树脂构成时,分类于(a)热塑性树脂而不是有机微粒。
作为有机微粒,具体而言,可以举出由聚异戊二烯、聚丁二烯、羧基末端聚丁二烯、羟基末端聚丁二烯、1,2-聚丁二烯、羧基末端1,2-聚丁二烯、丙烯酸橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、在聚合物末端含有羧基、羟基、(甲基)丙烯酰基或吗啉基的丙烯腈-丁二烯橡胶、羧基化丁腈橡胶、羟基末端聚(氧化丙烯)、烷氧基甲硅烷基末端聚(氧化丙烯)、聚(四亚甲基醚)二醇、聚烯烃二醇、(甲基)丙烯酸烷基酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸烷基酯-硅酮共聚物或硅酮-(甲基)丙烯酸共聚物、或者它们的复合物构成的有机微粒。
此外,可用于后述的连接结构体的粘接剂组合物也可以含有硅酮微粒,在上述连接结构体中,基板由含有从由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和环烯烃聚合物组成的组中选出的至少一种的基材构成。
通过使基板由含有从由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和环烯烃聚合物组成的组中选出的至少一种的基材构成的连接结构体中使用的粘接剂组合物含有硅酮微粒,由此能够充分缓和内部应力,因此对于聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和环烯烃聚合物的粘接强度进一步提高,能进一步提高对于具有连接端子的部件的粘接强度。此外,即使在长时间的可靠性试验后也能维持进一步稳定的性能。
作为上述硅酮微粒,已知有具有橡胶弹性的聚有机倍半硅氧烷树脂的微粒,可以使用球状或不定形的硅酮微粒。此外,从分散性和内部应力缓和的观点考虑,优选硅酮微粒具有100万以上的重均分子量。此外,优选硅酮微粒具有三维交联结构。这样的硅酮微粒对于树脂的分散性高,固化后的应力缓和性更加优异。具有100万以上的重均分子量的硅酮微粒和/或具有三维交联结构的硅酮微粒,都对于热塑性树脂等聚合物、单体、溶剂的溶解性低,因此能更显著地获得上述效果。此处,所谓“具有三维交联结构”,是指聚合物链具有三维网状结构。此外,硅酮微粒的玻璃化转变温度例如优选为-130℃以上-20℃以下,更优选为-120℃以上-40℃以下。这样的硅酮微粒,能充分缓和作为电路连接材料的粘接剂组合物的内部应力。
作为具有这样的结构的硅酮微粒,具体而言,可以使用如下的硅酮微粒:通过使具有至少两个乙烯基的有机聚硅氧烷、具有至少两个结合于硅原子的氢原子的有机氢聚硅氧烷、以及铂系催化剂的反应得到的硅酮微粒(例如,日本特开昭62-257939号公报);使用具有链烯基的有机聚硅氧烷、具有硅氢基的有机聚硅氧烷以及铂系催化剂得到的硅酮微粒(例如,日本特开昭63-77942号公报);用二有机硅氧烷、单有机倍半硅氧烷、三有机硅氧烷以及铂系催化剂得到的硅酮微粒(例如,日本特开昭62-270660号公报);将甲基硅烷三醇和/或其部分缩合物的水/醇溶液滴入到碱水溶液中,进行缩聚反应得到的硅酮微粒(例如,日本特许第3970453号公报)等。此外,为使分散性和与基材的密合性提高,还可以使用添加或共聚了环氧化合物的硅酮微粒(例如,日本特开平3-167228)、添加或共聚了丙烯酸酯化合物的硅酮微粒等。
此外,为了进一步提高分散性,优选使用具有核壳型结构的硅酮微粒。作为核壳型结构,有形成有具有比核材(核层)表面的玻璃化转变温度高的玻璃化转变温度的表面层(壳层)的结构、以及在核材(核层)的外部具有接枝层(壳层)的结构,可以使用核层与壳层组成不同的硅酮微粒。具体而言,可以使用:在硅酮橡胶球状微粒的水分散液中,添加碱性物质或碱性水溶液与有机三烷氧基硅烷,并进行水解、缩合反应得到的核壳型硅酮微粒(例如,日本特许第2832143号),如WO2009/051067号所记载的核壳型硅酮微粒。此外,可以使用分子末端或分子内侧链含有羟基、环氧基、酮亚胺、羧基、巯基等官能团的硅酮微粒。这样的硅酮微粒由于对于膜形成成分和自由基聚合性物质的分散性提高,因此优选。
上述硅酮微粒的平均粒径例如优选为0.05~25μm,更优选为0.1~20μm。如果平均粒径为0.05μm以上,有由于表面积增大而抑制粘接剂组合物流动性降低的倾向。此外,如果平均粒径为25μm以下,有容易充分发挥内部应力的缓和效果的倾向。
关于上述硅酮微粒的配合量,以粘接剂成分(粘接剂组合物中排除了导电性粒子的成分)的全部质量为基准,例如优选为3质量%以上,更优选为5质量%以上。如果硅酮微粒的配合量为3质量%以上,有内部应力容易充分缓和的倾向。关于硅酮微粒的配合量,以粘接剂成分(粘接剂组合物中排除了导电性粒子的成分)的全部质量为基准,例如优选为40质量%以下,更优选为30质量%以下。如果硅酮微粒的配合量为40质量%以下,有可以抑制粘接剂组合物的挠性(弹性模量、伸长率)降低,而粘接强度难以降低的倾向。
这些硅酮微粒可以单独一种也可以混合两种以上使用。
对于本实施方式涉及的粘接剂组合物而言,该粘接剂组合物在室温为液状时,能够以糊状使用。粘接剂组合物在室温为固体时,通过加热使用,此外还可以使用溶剂进行糊化。作为可以使用的溶剂,优选为与粘接剂组合物和添加剂没有反应性且表现充分的溶解性的溶剂,优选为在常压下的沸点为50~150℃的溶剂。如果沸点为50℃以上,在室温放置时挥发的情况减少,有在开放体系中的使用变得容易的倾向。此外,如果沸点为150℃以下,容易使溶剂挥发,有粘接后的可靠性难以降低的倾向。
此外,本实施方式涉及的粘接剂组合物能够成形为膜状而用作膜状粘接剂。本实施方式涉及的膜状粘接剂含有上述粘接剂组合物。将根据需要在粘接剂组合物中加入溶剂等而得的溶液,涂布在氟树脂膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、脱模纸等剥离性基材上后,或者在无纺布等基材上浸渍上述溶液而载置于剥离性基材上后,除去溶剂等能够作为膜使用。如果以膜的形状使用,则从操作性等方面考虑更加便利。根据本实施方式能够提供具备基材和膜状粘接剂的粘接片材。在粘接片材中膜状粘接剂被配置于基材上,例如形成粘接剂层。
本实施方式涉及的粘接剂组合物可以并用加热和加压来粘接。加热温度优选为100~200℃的温度。压力优选为不会对被粘物造成损伤的范围,一般而言,优选为0.1~10MPa。这些加热和加压优选在0.5~120秒的范围内进行,也可以在120~190℃、3MPa、10秒的加热下进行粘接。
本实施方式涉及的粘接剂组合物能够用于使配置于第一基板的主面上的第一连接端子与配置于第二基板的主面上的第二连接端子进行电连接。根据本实施方式,提供用于使配置于第一基板的主面上的第一连接端子与配置于第二基板的主面上的第二连接端子进行电连接的粘接剂组合物、膜状粘接剂或粘接片材的应用。根据本实施方式,提供用于制备使配置于第一基板的主面上的第一连接端子与配置于第二基板的主面上的第二连接端子进行电连接的连接部件的粘接剂组合物、膜状粘接剂或粘接片材的应用。
另外,本实施方式涉及的粘接剂组合物可以用于使具有配置于基板的主面上的连接端子的太阳能电池单元的该连接端子与配线部件进行电连接。根据本实施方式提供用于使具有配置于基板的主面上的连接端子的太阳能电池单元的该连接端子与配线部件进行电连接的粘接剂组合物、膜状粘接剂或粘接片材的应用。根据本实施方式提供用于制造使具有配置于基板的主面上的连接端子的太阳能电池单元的该连接端子与配线部件进行电连接的连接部件的粘接剂组合物、膜状粘接剂或粘接片材的应用。
本实施方式涉及的粘接剂组合物,可以用作同质被粘物的粘接剂,并且可以用作热膨胀系数不同的异质被粘物的粘接剂。具体而言,本实施方式涉及的粘接剂组合物可以用作各向异性导电性粘接剂、银糊、银膜等为代表的电路连接材料、CSP用弹性体、CSP用底层填料材料、LOC带等为代表的半导体元件粘接材料。
例如,将具有第一电路基板和配置在该第一电路基板的主面上的第一连接端子的第一电路部件、和具有第二电路基板和配置在该第二电路基板的主面上的第二连接端子的第二电路部件,以第一连接端子和第二连接端子互相对向并且第一连接端子与第二连接端子电连接的状态,经由本实施方式的粘接剂组合物进行配置,由此能构成电路部件的连接结构体。这种情况下,本实施方式涉及的粘接剂组合物能有效地用作电路连接用粘接剂。
(连接结构体)
接下来,对使用上述粘接剂组合物的连接结构体及其制造方法进行说明。根据本实施方式提供连接结构体的制造方法,该方法通过使粘接剂组合物介于具有第一基板和配置于该第一基板的主面上的第一连接端子的第一电路部件、与具有第二基板和配置于该第二基板的主面上的第二连接端子的第二电路部件之间,在这样的状态下使上述粘接剂组合物固化,由此在使第一连接端子和第二连接端子电连接的状态下粘接第一电路部件和第二电路部件。另外,根据本实施方式提供连接结构体的制造方法,该方法通过使粘接剂组合物介于具有基板和配置于该基板的主面上的连接端子的太阳能电池单元与配线部件之间,在这样的状态下使上述粘接剂组合物固化,由此在使连接端子和配线部件电连接的状态下粘接太阳能电池单元和配线部件。
图1是表示第一实施方式涉及的连接结构体的示意剖视图。图2是表示图1所示的连接结构体的制造方法的示意剖视图。图1所示的电路部件的连接结构体100使用不含有(e)导电性粒子的粘接剂组合物得到。
图1所示的电路部件的连接结构体100具备电路部件(第一电路部件)10、电路部件(第二电路部件)20、和连接部件30。电路部件10具有电路基板(第一基板)12、和配置于电路基板12的主面12a上的连接端子(第一连接端子)14。电路部件20具有电路基板(第二基板)22、和配置于电路基板22的主面22a上的连接端子(第二连接端子)24。
连接部件30配置于电路部件10和电路部件20之间。连接部件30以主面12a和主面22a互相大致平行对向的方式连接电路部件10和电路部件20。连接结构体100中,连接端子14和连接端子24对向配置,并且通过互相接触而电连接。连接部件30由后述的粘接剂组合物30a的固化物构成。
连接结构体100例如可以按照如下进行制造。首先,如图2所示,准备电路部件10、电路部件20、以及由上述粘接剂组合物构成的粘接剂组合物30a。粘接剂组合物30a例如由上述粘接剂组合物成形为膜状而得。接下来,在电路部件20的形成有连接端子24的主面22a上安放粘接剂组合物30a。而且,以连接端子14和连接端子24对向的方式在粘接剂组合物30a上安放电路部件10。接着,一边隔着电路部件10和电路部件20对粘接剂组合物30a进行加热一边使粘接剂组合物30a固化,并且沿与主面12a、22a垂直的方向加压,在电路部件10、20之间形成连接部件30。由此,得到连接结构体100。
当上述粘接剂组合物包含导电性粒子时,通过将使用这样的粘接剂组合物制作的各向异性导电膜介于相对置的连接端子间来加热加压,经由导电性粒子来使连接端子彼此电连接,同时使电路部件彼此粘接,由此能得到电路部件的连接结构体。图3是表示第二实施方式涉及的连接结构体的示意剖视图。图4是表示图3所示的连接结构体的制造方法的示意剖视图。图3所示的电路部件的连接结构体200使用含有(e)导电性粒子的粘接剂组合物得到。
图3所示的电路部件的连接结构体200具备与连接结构体100相同的电路部件10和电路部件20、以及连接部件40。在连接结构体200中,连接端子14与连接端子24以互相隔离的状态对向配置。
连接部件40配置在电路部件10和电路部件20之间。连接部件40由后述的粘接剂组合物40a的固化物构成,其具有粘接剂成分42和分散于粘接剂成分42中的导电性粒子44。粘接剂成分42由后述的粘接剂成分42a的固化物构成。在连接结构体200中,在对向的连接端子14和连接端子24之间,导电性粒子44与连接端子14、24接触,由此,连接端子14、24经由导电性粒子44互相电连接。
连接结构体200例如可以按照如下进行制造。首先,如图4所示,准备电路部件10、电路部件20、以及由上述粘接剂组合物构成的粘接剂组合物40a。粘接剂组合物40a例如由上述粘接剂组合物成形为膜状而得。粘接剂组合物40a具有粘接剂成分42a、以及分散于粘接剂成分42a中的导电性粒子44。此后,通过与得到上述的电路部件的连接结构体100的方法相同的方法,经由粘接剂组合物40a连接电路部件10和电路部件20。由此,得到连接结构体200。
上述电路部件的连接结构体100、200的电路基板12和电路基板22中的至少一方,可以由含有玻璃化转变温度为200℃以下的热塑性树脂的基材构成。例如,电路基板12和电路基板22中的至少一方,可以由包含从由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和环烯烃聚合物组成的组中选出的至少一种的有机基材构成。由此,在使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和环烯烃聚合物等有机基材时,电路基板与粘接剂组合物的润湿性提高,由此,即使在低温的固化条件下也能得到优异的粘接强度。因此,即使长时间的可靠性试验(高温高湿试验)后,也可以维持稳定的性能(粘接强度和连接电阻),能得到优异的连接可靠性。
此外,电路基板12和电路基板22中的一方电路基板由含有从由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和环烯烃聚合物组成的组中选出的至少一种的基材构成时,电路基板12和电路基板22中的另一方电路基板可以由含有从由聚酰亚胺和聚对苯二甲酸乙二醇酯组成的组中选出的至少一种的基材构成。由此,电路基板与粘接剂组合物的润湿性以及粘接强度进一步提高,能得到更优异的连接可靠性。
这里,电路基板12、22可以由含有半导体、玻璃或陶瓷等无机质、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、环烯烃聚合物、聚酰亚胺或聚碳酸酯等有机物、玻璃/环氧等这些的复合材料的基材构成。此外,电路基板12、22可以是柔性基板。
图5是表示第三实施方式涉及的连接结构体的示意剖视图。图5所示的太阳能电池模块300具备太阳能电池单元310a、310b、和配线部件320、以及连接部件330。
太阳能电池单元310a、310b具有基板312、配置于基板312的表面(主面)312a上的表面电极(连接端子)314、以及配置于基板312的背面(主面)312b上的背面电极(连接端子)316。基板312由例如半导体、玻璃或陶瓷等无机质、玻璃/环氧等复合材料构成。此外,基板312可以是柔性基板。表面312a是受光面。
配线部件320是用于将太阳能电池单元310a与其他部件电连接的部件,例如,将一个太阳能电池单元与其他太阳能电池单元电连接。在图5中,通过配线部件320,使太阳能电池单元310a的表面电极314、与太阳能电池单元310b的背面电极316电连接。
连接部件330分别配置于太阳能电池单元310a和配线部件320之间、以及太阳能电池单元310b和配线部件320之间,并使太阳能电池单元310a、310b与配线部件320连接。连接部件330含有上述粘接剂组合物的固化物,并含有绝缘性物质。连接部件330可以进一步含有导电性粒子,也可以不含有导电性粒子。当连接部件330含有导电性粒子时,太阳能电池单元310a的表面电极314与配线部件320可以经由导电性粒子而电连接。此外,太阳能电池单元310b的背面电极316与配线部件320也可以经由导电性粒子而电连接。当连接部件330不含有导电性粒子时,例如,太阳能电池单元310a的表面电极314和/或太阳能电池单元310b的背面电极316可以与配线部件320接触。
就太阳能电池模块300而言,连接部件330由上述粘接剂组合物的固化物构成。由此,太阳能电池单元310a和配线部件320间以及太阳能电池单元310b和配线部件320间的连接部件330的粘接强度充分高,并且太阳能电池单元310a与配线部件320间的连接电阻充分小。此外,即使在高温高湿环境下长时间放置时,也能充分抑制粘接强度的降低以及连接电阻的增大。进而,连接部件330可以通过低温短时间的加热处理形成。由此,图5所示的太阳能电池模块可以在连接时不使太阳能电池单元310a、310b劣化而进行制造,可以具有比现有高的可靠性。
太阳能电池模块300,可以用太阳能电池单元310a、310b以及配线部件320代替上述连接结构体100、200的制造方法中的电路部件10和电路部件20,以与上述连接结构体的制造方法相同的方法进行制造。
这里,在连接结构体100、200以及太阳能电池模块300中,用作连接部件的上述粘接剂组合物不需要完全固化(在规定固化条件下所能达到的最高程度的固化),只要产生上述特性则可以是部分固化的状态。
实施例
以下,根据实施例对本发明进行具体说明,但本发明不限于此。
<热塑性树脂>
(聚酯型聚氨酯的准备)
将聚酯型聚氨酯树脂(东洋纺株式会社制,UR-4800(商品名),重均分子量:32000,玻璃化转变温度:106℃)溶解于甲乙酮和甲苯的1:1混合溶剂中,准备树脂成分30质量%的混合溶剂溶解品。
(苯氧树脂的准备)
将苯氧树脂(商品名:YP-50(东都化成株式会社制),重均分子量:60000,玻璃化转变温度:80℃)40质量份溶解于甲乙酮60质量份中,准备固体成分40质量%的溶液。
<自由基聚合性化合物>
(聚氨酯丙烯酸酯(UA1)的合成)
在具备搅拌器、温度计、具有氯化钙干燥管的回流冷凝管、以及氮气导入管的反应容器中,用3小时均匀地滴入数均分子量1000的聚(1,6-己二醇碳酸酯)(商品名:Duranol T5652,旭化成化学株式会社制)2500质量份(2.50mol)和异佛尔酮二异氰酸酯(Sigma-Aldrich公司制)666质量份(3.00mol),向反应容器中充分地导入氮气后,在70~75℃加热进行反应。在反应容器中,添加氢醌单甲醚(Sigma-Aldrich公司制)0.53质量份和二月桂酸二丁基锡(Sigma-Aldrich公司制)5.53质量份后,加入丙烯酸-2-羟基乙酯(Sigma-Aldrich公司制)238质量份(2.05mol),在空气环境下在70℃反应6小时,得到聚氨酯丙烯酸酯(UA1)。聚氨酯丙烯酸酯的重均分子量为15000。
(具有磷酸基的乙烯基化合物(P-2M)的准备)
作为具有磷酸基的乙烯基化合物,准备2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯(商品名:Light Ester P-2M、共荣社化学株式会社制)。
<含硼络合物的准备>
(含硼络合物(TPP-S)的准备)
作为含硼络合物,准备三苯膦三苯基硼烷(商品名:TPP-S、北兴化学工业株式会社制、熔点:205℃)。
(含硼络合物(ITPB)的制作)
在100ml的茄形瓶中,将四苯基硼酸钠(Aldrich公司制)3.4g(10mmol)溶解于四氢呋喃(THF)10g和甲苯5g的混合溶剂中,然后,在氮气环境下在25℃用1小时滴入10%盐酸水溶液3.7g(10mmol)。滴毕,在25℃下搅拌4小时。然后,加入将苯并咪唑(Aldrich公司制)1.2g(10mmol)用甲苯10g稀释而得的溶液,在氮气环境下、25℃搅拌2小时得到反应混合液。将反应混合液用甲苯稀释,用分液漏斗水洗4次。进而,用旋转蒸发仪减压浓缩,用甲苯-甲乙酮混合溶剂重结晶,由此得到咪唑-三苯基硼烷(ITPB、熔点:210℃)。
<胺化合物的准备>
作为胺化合物,准备N,N-二甲基苯胺(简称:DMA,Aldrich公司制)。
<自由基聚合引发剂>
作为自由基聚合引发剂,准备二苯甲酰过氧化物(商品名:NYPER BW、日油株式会社制)和二月桂酰过氧化物(商品名:PEROYL L、日油株式会社制)。
<导电性粒子>
(导电性粒子的制作)
在以聚苯乙烯为核的粒子的表面设置厚度0.2μm的镍层,然后在该镍层的外侧设置厚度0.02μm的金层,制作平均粒径10μm、比重2.5的导电性粒子。
[实施例1~6和比较例1~4]
(电路连接用粘接剂的制作)
按固体质量比如表1所示配合热塑性树脂、自由基聚合性化合物和自由基聚合引发剂、以及含硼络合物或胺化合物,进而,以粘接剂成分(电路连接用粘接剂中排除了导电性粒子的成分)的全部体积为基准,配合分散导电性粒子1.5体积%,得到电路连接用粘接剂。将所得到的电路连接用粘接剂用涂工装置涂布在厚度80μm的氟树脂膜上,通过70℃、10分钟的热风干燥得到粘接剂层的厚度为20μm的膜状电路连接用粘接剂。
表1
UR-4800 | YP-50 | UA1 | P-2M | TPP-S | ITPB | DMA | NYPERBW | PEROYLL | |
实施例1 | 50 | - | 50 | 3 | 5 | - | - | 8 | - |
实施例2 | 50 | - | 50 | 3 | - | 5 | - | 8 | - |
实施例3 | 50 | - | 50 | 3 | 5 | - | - | - | 8 |
实施例4 | 50 | - | 50 | 3 | - | 5 | - | - | 8 |
实施例5 | - | 50 | 50 | 3 | 3 | - | - | 8 | - |
实施例6 | - | 50 | 50 | 3 | - | 3 | - | - | 8 |
比较例1 | 50 | - | 50 | 3 | - | - | 3 | 8 | - |
比较例2 | 50 | - | 50 | 3 | - | - | 3 | - | 8 |
比较例3 | 50 | - | 50 | 3 | - | - | - | 8 | - |
比较例4 | 50 | - | 50 | 3 | - | - | - | - | 8 |
(连接电阻、粘接强度的测定)
使实施例1~6和比较例1~4的电路连接用粘接剂介于在聚酰亚胺膜上具有500个线宽25μm、间距50μm、厚度8μm的铜电路的柔性电路板(FPC)、与形成有0.2μm的ITO的薄层的厚度1.1mm的玻璃(ITO,表面电阻20Ω/□)之间。用热压接装置(加热方式:恒热型、东丽工程公司制),在120℃、2MPa下加热加压10秒,进行宽度为2mm的连接,制作连接结构体A。在连接后立即、以及在85℃、85%RH的恒温恒湿槽中保持240小时之后(高温高湿试验后),用万用表测定该连接结构体A的邻接电路间的电阻值。电阻值以邻接电路间的37点电阻的平均来表示。
此外,在连接后立即和高温高湿试验后,根据JIS-Z0237以90度剥离法测定连接结构体A的粘接强度。此处,作为粘接强度的测定装置,使用东洋BALDWIN株式会社制TENSILON UTM-4(剥离速度50mm/min,25℃)。
使实施例1~6和比较例1~4的电路连接用粘接剂介于在聚酰亚胺膜(Tg350℃)上具有80个线宽150μm、间距300μm、厚度8μm的铜电路的柔性电路板(FPC)、与形成有厚度5μm的Ag糊的薄层的厚度0.1μm的PET基板(Ag)之间。用热压接装置(加热方式:恒热型、东丽工程公司制),在120℃、2MPa下加热加压20秒,进行宽度为2mm的连接,制作连接结构体B。在连接后立即、以及在85℃、85%RH的恒温恒湿槽中保持240小时之后(高温高湿试验后),用万用表测定由FPC和形成有Ag糊的薄层的PET基板所构成的连接结构体B的邻接电路间的电阻值。电阻值以邻接电路间的37点电阻的平均来表示。
此外,在连接后立即和高温高湿试验后,在与上述连接结构体A相同的条件下测定、评价连接结构体B的粘接强度。
如上测定的连接结构体A、B的连接电阻和粘接强度的测定结果示于下表2。
表2
(储存稳定性试验)
将实施例5~6和比较例1~2的电路连接用粘接剂加入到阻气性容器内(旭化成PAX株式会社制,商品名:Polyflexbag(ポリフレックスバッグ)飞龙,型号:N-9,材质:尼龙·厚度15μm/PE·厚度60μm,尺寸:200mm×300mm),除去阻气性容器内的空气后,用热封机密封,然后在40℃环境下放置48小时。通过在上述环境下放置,与在-10℃环境下放置5个月相当。此后,使实施例5~6和比较例1~2的电路连接用粘接剂各自介于与上述相同的FPC和形成有ITO的薄层的玻璃之间、以及FPC和形成有Ag糊的薄层的PET基板之间。以与上述连接电阻和粘接强度测定时相同的方法和条件对其进行加热压接来制作连接结构体。以与上述相同的方法测定该连接结构体的连接电阻和粘接强度。
如上测定的连接结构体的连接电阻和粘接强度的测定结果示于下表3。
表3
此外,对于使用实施例1~4中得到的电路连接用粘接剂的连接结构体,也进行与实施例5、6相同的试验,结果,与实施例5、6相同,低温固化性和储存稳定性良好。
使用实施例1~6中得到的电路连接用粘接剂的FPC/ITO的连接结构体A,不论是否进行储存稳定性试验,在加热温度120℃连接后立即、以及85℃、85%RH的恒温恒湿槽中保持240小时之后(高温高湿试验后),表现了约4.0Ω以下的良好的连接电阻、以及590N/m以上的良好的粘接强度。此外,在FPC/Ag的连接结构体B中,在加热温度120℃连接后立即、以及85℃、85%RH的恒温恒湿槽中保持240小时之后(高温高湿试验后),也表现了约1.3Ω以下的良好的连接电阻、以及600N/m以上的良好的粘接强度。可以确认实施例1~6得到的电路连接用粘接剂的低温固化性和储存稳定性优异。
与此相对,使用比较例1~2中得到的电路连接用粘接剂的连接结构体,虽然在使用储存稳定性试验前的电路连接用粘接剂时可以得到良好的连接特性,但由于电路连接用粘接剂不包含含有硼化合物的特定的络合物,因此在使用储存稳定性试验后的电路连接用粘接剂时,可以确认在恒温恒湿槽中保持240小时后(高温高湿试验后)的连接电阻增加。此外,使用比较例3~4中得到的电路连接用粘接剂的连接结构体,由于电路连接用粘接剂不包含含有硼化合物的络合物,因此即使是在不进行储存稳定性试验的情况下,也可以确认在恒温恒湿槽中保持240小时后(高温高湿试验后)的连接电阻增加。
Claims (24)
1.一种粘接剂组合物,其含有(a)热塑性树脂、(b)自由基聚合性化合物、(c)自由基聚合引发剂、以及(d)含硼络合物,其中,所述(d)络合物为下述通式(A)所示的化合物,
式(A)中,R1、R2和R3各自独立地表示具有或不具有取代基的芳基,X表示具有氮原子的胺化合物或具有磷原子的膦化合物。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的粘接剂组合物,其中,所述(b)自由基聚合性化合物包含具有磷酸基的乙烯基化合物和该乙烯基化合物以外的自由基聚合性化合物。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的粘接剂组合物,其中,所述(d)络合物的熔点为60℃以上300℃以下。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的粘接剂组合物,其中,所述(a)热塑性树脂包含从由苯氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯型聚氨酯树脂、缩丁醛树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂和聚酰胺树脂、以及具有醋酸乙烯酯作为结构单元的共聚物组成的组中选出的至少一种。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的粘接剂组合物,其中,进一步含有(e)导电性粒子。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的粘接剂组合物,其用于使配置于第一基板的主面上的第一连接端子与配置于第二基板的主面上的第二连接端子进行电连接。
9.根据权利要求1~7中任一项所述的粘接剂组合物,其用于使具有配置于基板的主面上的连接端子的太阳能电池单元的该连接端子与配线部件进行电连接。
10.一种膜状粘接剂,其含有权利要求1~7中任一项所述的粘接剂组合物。
11.一种粘接片材,其具备基材和权利要求10所述的膜状粘接剂,其中,所述膜状粘接剂被配置于所述基材上。
12.一种连接结构体,其具备:具有第一基板和配置于该第一基板的主面上的第一连接端子的第一电路部件、具有第二基板和配置于该第二基板的主面上的第二连接端子的第二电路部件、以及配置于所述第一电路部件和所述第二电路部件之间的连接部件,
所述连接部件含有权利要求1~7中任一项所述的粘接剂组合物的固化物,
所述第一连接端子和所述第二连接端子被进行电连接。
13.根据权利要求12所述的连接结构体,其中,所述第一基板和所述第二基板中的至少一方由包含玻璃化转变温度为200℃以下的热塑性树脂的基材构成。
14.根据权利要求12所述的连接结构体,其中,所述第一基板和所述第二基板中的至少一方由包含从由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和环烯烃聚合物组成的组中选出的至少一种的基材构成。
15.根据权利要求12所述的连接结构体,其中,所述第一基板由包含从由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和环烯烃聚合物组成的组中选出的至少一种的基材构成,所述第二基板由包含从由聚酰亚胺树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯组成的组中选出的至少一种的基材构成。
16.一种连接结构体,其具备:具有基板和配置于该基板的主面上的连接端子的太阳能电池单元、配线部件、以及配置于所述太阳能电池单元和所述配线部件之间的连接部件,
所述连接部件含有权利要求1~7中任一项所述的粘接剂组合物的固化物,
所述连接端子和所述配线部件被进行电连接。
17.连接结构体的制造方法,该方法通过使权利要求1~7中任一项所述的粘接剂组合物介于具有第一基板和配置于该第一基板的主面上的第一连接端子的第一电路部件、与具有第二基板和配置于该第二基板的主面上的第二连接端子的第二电路部件之间,在这样的状态下使所述粘接剂组合物固化,由此在使所述第一连接端子和所述第二连接端子电连接的状态下粘接所述第一电路部件和所述第二电路部件。
18.连接结构体的制造方法,该方法通过使权利要求1~7中任一项所述的粘接剂组合物介于具有基板和配置于该基板的主面上的连接端子的太阳能电池单元与配线部件之间,在这样的状态下使所述粘接剂组合物固化,由此在使所述连接端子和所述配线部件电连接的状态下粘接所述太阳能电池单元和所述配线部件。
19.权利要求1~7中任一项所述的粘接剂组合物在用于使配置于第一基板的主面上的第一连接端子与配置于第二基板的主面上的第二连接端子进行电连接中的应用。
20.权利要求1~7中任一项所述的粘接剂组合物在用于制造使配置于第一基板的主面上的第一连接端子与配置于第二基板的主面上的第二连接端子进行电连接的连接部件中的应用。
21.权利要求1~7中任一项所述的粘接剂组合物在用于使具有配置于基板的主面上的连接端子的太阳能电池单元的该连接端子与配线部件进行电连接中的应用。
22.权利要求1~7中任一项所述的粘接剂组合物在用于制造使具有配置于基板的主面上的连接端子的太阳能电池单元的该连接端子与配线部件进行电连接的连接部件中的应用。
23.根据权利要求1~7中任一项所述的粘接剂组合物,其成为连接结构体中的连接部件,所述连接结构体具备:具有第一基板和配置于该第一基板的主面上的第一连接端子的第一电路部件、具有第二基板和配置于该第二基板的主面上的第二连接端子的第二电路部件、以及配置于所述第一电路部件和所述第二电路部件之间的所述连接部件,所述第一连接端子和所述第二连接端子被进行电连接。
24.根据权利要求1~7中任一项所述的粘接剂组合物,其成为连接结构体中的连接部件,所述连接结构体具备:具有基板和配置于该基板的主面上的连接端子的太阳能电池单元、配线部件、以及配置于所述太阳能电池单元和所述配线部件之间的所述连接部件,所述连接端子和所述配线部件被进行电连接。
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